[发明专利]一种醋酸酯生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺及其配套工艺系统

说明书

技术领域

本发明涉及醋酸酯加氢制备乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺及其配套工艺系统。

背景技术

乙醇是重要的基本化工原料，用于制造乙醛、乙烯、乙胺、醋酸乙酯、醋酸、氯乙烷等，并衍生出医药、染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，与甲醇类似，乙醇可作能源使用。有的国家已开始单独用乙醇作汽车燃料或掺到汽油(10％以上)中使用以节约汽油。

2-丁醇是用作生产甲乙酮的中间体，用于制醋酸丁酯、仲丁酯，可用作增塑剂、选矿剂、除草剂、溶剂等。

专利CN102327774A公开了醋酸酯制备乙醇的方法。采用的是以铜为活性组分，助剂选自Mg/Zn/Mn/Ni/Sn/Ag/Pd和镧系元素中的一种或者几种，载体选自二氧化硅或氧化铝的催化剂，其在反应温度为140-210℃、压力为0.3MPa～3MPa、时空速为0.3～1.2H^-1、氢气空速为2000～6000H^-1的条件下，反应最高转化率仅为85％，乙醇选择性仅为91％。

专利CN102093162A公开的醋酸酯加氢制乙醇催化剂，采用的是以5～50％铜为活性组分，助剂选自Zn/Mn/Mo/Co/Mg/Ba元素中的一种或者几种，约为1～10％，载体选自二氧化硅，其在反应温度为300℃、压力为5MPa的条件下，得到最高时空产率仅为1.55g/(g催化剂·h)，乙醇选择性仅为97％。

目前关于醋酸酯加氢制乙醇的文献报道中普遍对加氢产物组成的调节范围不大，不足以应对市场需求的变化引起的乙醇或2-丁醇产品价格的波动，此外还没有关于加氢工艺全流程工艺报道。并且采用所报道方法制备的催化剂具有明显的转化率、选择性低，时空产率低，收率低，床层压降高，反应温度高，氢酯比高，能耗高等不足之处。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种醋酸酯催化加氢制乙醇并联产2-丁醇的工艺，可以根据市场需求选择性地生产乙醇产品或乙醇联产2-丁醇产品。

本发明采用以下技术方案：

一种醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，包括选自以下步骤中的任一：

1)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇；所述加氢反应的温度为150～220℃，反应压力为1MPa～10Mpa；将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇；

2)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇并联产2-丁醇；所述加氢反应的温度为260～320℃，反应压力为1MPa～10MPa；将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇和2-丁醇；

所述加氢催化剂中含有活性组分和载体，其中活性组分包括CuO、ZnO和MxOy(x为1-3的整数，y为1-3的整数)，且MxOy选自IrO₂、MnO₂、WO₃、RuO₂和ZrO₂中的一种及一种以上的复合。

所述加氢反应器为固定床反应器或流化床反应器，优选为固定床反应器，特别优选为管式固定床反应器或板式固定床反应器，规范较大时优选为折流板径向反应器。

优选的，步骤1)中，所述加氢反应的温度为180～200℃，反应压力为1.5MPa～3MPa。

优选的，步骤2)中，所述加氢反应的温度为280～300℃，反应压力为1.5MPa～3MPa。

优选的，本发明中，所使用的加氢催化剂中含有活性组分和载体，其中活性组分包括CuO、ZnO和MxOy(x为1-3的整数，y为1-3的整数)，且MxOy选自IrO₂、MnO₂、WO₃、RuO₂和ZrO₂；以催化剂的总重量计，各活性组分的含量如下：

CuO，以Cu计为5-60wt％，优选为15-29.9wt％

ZnO，以Zn计为1-20wt％，优选为Zn 5-20wt％

MxOy，以M计为0.1-5wt％，优选为M 0.5-4wt％。

优选的，所述加氢催化剂的载体选自二氧化硅、γ-Al₂O₃、分子筛，最优选为二氧化硅。